滑りやすい雪道ランニングでも転ばない雪国ランナーの転倒予防システムの存在は、ひょっとして高齢者の転倒予防のヒントになるかもしれません。
足関節での回内－回外動作の制御では極めて短時間でバランスを修正します。これは脊髄でUターンする伸張反射によって無意識的に実行されているようです。また路面状況の視覚的情報から「あ、ここは滑りそうだ・・」という警戒システムも事前に作動しています。
筋肉内には筋紡錘という張力センサーが存在して動作の状況を中枢に送ります。そして筋肉を収縮させるアルファ運動神経とともに筋紡錘を緊張させて感度アップさせる（時には感度ダウンも）ガンマ運動神経という二重システムが存在しています。細かい外乱に対して張力センサーの感度アップ（ガンマバイアスといいます）を行っていればわずかな変異も感知して対応することができます。また、脊髄全体の興奮性を変化させ信号の伝導速度を改善するメカニズムも持っています（H反射という手法で測定します）。つまり経験的にも滑りやすく外乱の予想される視覚的状況下では中枢性の「転倒アラートシステム」が作動しているようなのです。
また外乱の予想される路面では、踵接地（ヒールストライク）傾向が強いほど滑りやすくなりますので、ストライドを抑えてフラット気味の接地に変容させます。また足関節だけでは対応できない場合もあるので膝関節での補正もしているようで、それでも対応しきれないような大きな外乱には上半身や腕を動かしてバランスを維持しているようです。
卓球でイレギュラーするボールのリターン処理の実験をしたときに、全身がフリーの状況では打点を遅らせて返球しているのですが、体幹を椅子に固定した場合には急激に片足を振り上げたり反対の手を動かしてバランスをとっているという大変面白い対応がみられました。これらの対応はいずれも0.1秒以内に起こっていますので言語的に対応していては間に合わないのですが、私たちの身体システムは経験知によってさまざまな外乱への短時間での対応が可能となっているようです。
転倒予防は「予期せぬ外乱」には簡単には対応できないのですが、視覚的情報などによってある程度予測できる状況下では「アラートシステム」が発現します。そして身体の各部位で、対応可能な姿勢制御システムを「活性化」しておくことが重要で、そのためには安定した状況下だけではなく外乱も起こる状況下での経験を積むことが重要です。登山やハイキング、クロスカントリー走や山道でのトレイルランなどの実施でいわゆる「経験知」を高める（これには小脳での動作補正機能が関与する）ことが求められているようです。
2021年 1月 の投稿一覧
滑っても転ばない・・？
タイトルはスキーのお話ではなく雪道ランニングのお話です。2021年は元旦から新潟は雪景色で「雪道ランニング」となっています。今年はあちこちで積雪が多いのでランナーの皆さんは苦労をしていることと思います。
積雪のほとんどない地域では、数センチの積雪があるとあちこちで転倒をして怪我をしたとの報道がなされます。ところが積雪地域ではそのような話はあまり聞きません。私たち積雪地で暮らすランナーは「何事もなかった」ようにランニングを実施しています。私も㌔7分以下で通常より15～20秒遅い程度で走っています。「経験の差」といってしまえばそれまでなのですが、この背景にはどんなメカニズムがあるのでしょうか？
転倒するということは私たちの生体システムに致命的なダメージを与えますので、通常転倒を防ぐため「立ち直り反射（ ”おっとっと” と踏みかえる）」などの転倒予防システムが働きます。高齢者のサルコペニア（筋委縮症）などでは大腿の筋力低下などで支え切れずに転倒に至るケースもあります。
ところが筋力低下が疑われないケースであっても、積雪地域以外の方の雪道での歩行やランニング中の転倒が多く報告されています。
私たちの姿勢制御システムは大変上手くできていて、赤ちゃんはお母さんのお腹の中から行っていた「原始歩行」を１歳ほどで「凍結」して直立姿勢の制御を獲得します。そしてその後歩行パターンが再び登場して直立二足歩行が可能となります（東大・多賀厳太郎先生）。まさに「這えば立て、立てば歩めの親心！」なのです。「直立姿勢を維持したまま移動する」という矛盾したシステムの実現は「歩行ロボット」の完成に至るまでの長い長い開発プロセスに象徴的で、H社のアシモ君は全く別のコンセプトを導入することで開発されたようです。
では、滑りやすい路面での歩行やランニングでは、どのようなメカニズムが転倒を予防しているのでしょうか。
経験的には、足関節の回外（踵を横に向ける動き）に関与する「腓骨筋群」の筋肉痛が生じ、これはクロスカントリースキー実施後でも起こります。筋肉痛が起こるということは腓骨筋群が伸ばされながら力を発揮するという「伸張性収縮（筋肉痛の誘因）」が起こっているということです。ズルっと滑って足関節が内転（踵が内側に向く動き）すると転んでしまいますので、腓骨筋群が内転で引っ張られると脊髄反射が起こり0.1秒以下で腓骨筋を収縮させて足関節の回外動作が始まりますが、内転状態が継続しているので腓骨筋群は伸ばされながら力を発揮して何とか足首の角度を保持して転倒を避けようとします。
また生態学的心理学で指摘される視覚性運動制御に重要な「みえ（ ”滑りそうな路面” とか ”沈みそうな雪面” とか ”滑らない路面” など）」の存在も重要で、これらは経験と結合した事前情報として転倒予防システムに何らかの貢献をしているようです。（続く）
新日本スポーツ連盟附属スポーツ科学研究所
